模拟电子技术基础 第一章 课件
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模拟电子技术基础课件1章
白
高，基本按指数规律增加。
14
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体(Negative)
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如
第 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型
四 版
半导体)。
童
诗 白
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
15
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
尽层的交界处
图 1.1.12
33
综上所述：
PN 结总的结电容 Cj 包括势垒电容 Cb 和扩散电容 Cd 两部分。
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，
称为 电子 - 空穴对。
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi
表示，显然 ni = pi 。
第
4. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又
四 不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动
版 会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
童 诗
5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升
一、导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
第 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡
四
皮、陶瓷、塑料和石英。
版
童 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘
诗
体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓
白
和一些硫化物、氧化物等。
9
模拟电子技术基础(第4版)ppt课件
多子浓度高
多子浓度很 低，且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
华成英 hchya@
二、晶体管的放大原理
（发射结正偏） uBE U on 放大的条件 （集电结反偏） uCB 0，即 uCE uBE
少数载流 子的运动 因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区 因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合 因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区 基区空穴 的扩散
华成英 hchya@
§1.3
晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响
五、主要参数
华成英 hchya@
一、晶体管的结构和符号
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
华成英 hchya@
2、本征半导体的结构
共价键
由于热运动，具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高， 热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对 的浓度加大。
指数曲线
若正向电压 UT，则i ISe u
u UT
若反向电压u UT，则i IS
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓ →反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ 增大1倍/10℃
T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
华成英 hchya@
华成英 hchya@
模拟电子技术第1章PPT课件
多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ，所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小，反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时，PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同，这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 －
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容（结电容）
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
பைடு நூலகம்
精品课件-模拟电子技术-第1章
由此可知，在常温下，半导体内存在着两种载流子，一 种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴。所以半导 体在外加电压作用下，两种载流子将会同时参与导电，如图 1.4所示。其中，In 表示电子形成的电流，Ip表示空穴形成 的电流。
15
第1章 半导体器件
图1.4 半导体内部载流子的运动
16
第1章 半导体器件
4
第1章 半导体器件
3) 掺杂特性 在纯净的半导体中掺入微量的杂质元素能使其导电性能 发生显著变化，这种特性称为掺杂特性。例如在纯净的硅中 掺入百万分之一的杂质，其导电能力可以增强上百万倍。各 种半导体器件的制作，正是利用掺杂特性来改变和控制半导 体的导电能力的。 此外，半导体的导电能力还会随着电场、磁场的作用而 变化。 为什么半导体会有这些独特的导电性能呢？这主要是由 其内部的原子结构所决定的。
5
第1章 半导体器件
1.1.2 半导体的原子结构 用来制造晶体管的半导体材料主要是硅和锗。下面就来
讨论这两种半导体材料的原子结构。 1. 单个原子结构 硅的化学元素符号是Si，它有一个带正电的原子核和14
个带负电的电子。电子分三层绕原子核不停地旋转，如图 1.1(a)所示。由于原子核带14个电子电量的正电，因此正常 情况下原子呈中性。锗的化学元素符号是Ge，它共有32个电 子，分四层绕原子核不停地转动，如图1.1(b)所示。
第1章 半导体器件
第1章 半导体器件
1.1 半导体的基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 半导体三极管 1.4 场效应管 本章小结 练习题
1
第1章 半导体器件
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 半导体的基本特性 1. 什么是半导体 自然界中的物质，按其导电能力的强弱，可分为导体、
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第1章 半导体器件
图1.4 半导体内部载流子的运动
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第1章 半导体器件
4
第1章 半导体器件
3) 掺杂特性 在纯净的半导体中掺入微量的杂质元素能使其导电性能 发生显著变化，这种特性称为掺杂特性。例如在纯净的硅中 掺入百万分之一的杂质，其导电能力可以增强上百万倍。各 种半导体器件的制作，正是利用掺杂特性来改变和控制半导 体的导电能力的。 此外，半导体的导电能力还会随着电场、磁场的作用而 变化。 为什么半导体会有这些独特的导电性能呢？这主要是由 其内部的原子结构所决定的。
5
第1章 半导体器件
1.1.2 半导体的原子结构 用来制造晶体管的半导体材料主要是硅和锗。下面就来
讨论这两种半导体材料的原子结构。 1. 单个原子结构 硅的化学元素符号是Si，它有一个带正电的原子核和14
个带负电的电子。电子分三层绕原子核不停地旋转，如图 1.1(a)所示。由于原子核带14个电子电量的正电，因此正常 情况下原子呈中性。锗的化学元素符号是Ge，它共有32个电 子，分四层绕原子核不停地转动，如图1.1(b)所示。
第1章 半导体器件
第1章 半导体器件
1.1 半导体的基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 半导体三极管 1.4 场效应管 本章小结 练习题
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第1章 半导体器件
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 半导体的基本特性 1. 什么是半导体 自然界中的物质，按其导电能力的强弱，可分为导体、
1模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行_PPT课件_第一章1
又称正向偏置，简称正偏。
P
空间电荷区
空间电荷区变窄，有利 于扩散运动，电路中有 较大的正向电流。
N
I 内电场方向
外电场方向
V
R
图3 正向偏置PN结
在 PN 结加上一个很小的正向电压，即可得到较大的 正向电流，为防止电流过大，可接入电阻 R。
（2） PN 结外加反向电压(反偏) 反向接法时，外电场与内电场的方向一致，增强了内 电场的作用；
模拟电子技术基础
一、电子技术的发展
• 1947年 • 1958年 • 1969年 • 1975年
贝尔实验室制成第一只晶体管 集成电路 大规模集成电路 超大规模集成电路
第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年 的速度增长，到2015或2020年达到饱和。
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度相等。
4. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度 的升高，基本按指数规律增加。
三、杂质半导体
杂质半导体有两种 1、 N 型半导体
N 型半导体 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素， 如磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子 型半导体)。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！
电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展 上。从电子管→半导体管→集成电路
1904年 电子管问世
1947年 晶体管诞生
1958年集成电 路研制成功
电子管、晶体管、集成电路比较
值得纪念的几位科学家！
第一只晶体管的发明者
（by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab）
模拟电子技术基础ppt课件
2. PN 结外加反向电压时处于截止状态(反偏) 反向接法时，外电场与内电场的方向一致，增强了内 电场的作用；
外电场使空间电荷区变宽； 不利于扩散运动，有利于漂移运动，漂移电流大于扩 散电流，电路中产生反向电流 I ； 由于少数载流子浓度很低，反向电流数值非常小。
24
P
耗尽层
N
IS
内电场方向
外电场方向
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
12
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
36
二、温度对二极管伏安特性的影响(了解)
在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反
向特性将下移。
I / mA
15
温度增加
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
二极管的特性对温度很敏感。
37
1.2.3 二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压U（BR）和最高反向工作电压URM
3. 折线模型
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法 17
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另 一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层，称为 PN 结。
外电场使空间电荷区变宽； 不利于扩散运动，有利于漂移运动，漂移电流大于扩 散电流，电路中产生反向电流 I ； 由于少数载流子浓度很低，反向电流数值非常小。
24
P
耗尽层
N
IS
内电场方向
外电场方向
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如 磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
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本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
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二、温度对二极管伏安特性的影响(了解)
在环境温度升高时，二极管的正向特性将左移，反
向特性将下移。
I / mA
15
温度增加
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
二极管的特性对温度很敏感。
37
1.2.3 二极管的参数
(1) 最大整流电流IF
(2) 反向击穿电压U（BR）和最高反向工作电压URM
3. 折线模型
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法 17
1.1.3 PN结
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另 一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层，称为 PN 结。
《模拟电子技术(童诗白)》课件ppt
V
-
uR
t
V UD
幅值由rd与R
分压决定
t
例题1：试求输出电压uo。
－12V
解：两个二极管存在优先 导通现象。
R
D1 －5V
D2 0V
D2导通，D1截止。
Si : Uon 0.7V uo Ge : Uon 0.2V
Si : uo 5.7V
?
Ge : uo 5.2V
例题2：试画出电压uo的波形。
EGO：热力学零度时破坏共价键所需的能量，又称 禁带宽度 （Si：1.21eV，Ge：0.785eV）；
T=300K时，本征半导体中载流子的浓度比较低， 导电能力差。Si：1.43×1010cm-3 Ge：2.38×1013cm-3
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二、杂质半导体
掺入微量杂质，可使半导体导电性能大大增强。按 掺入杂质元素不同，可形成N型半导体和P型半导体。
晶体结构是指晶体的周期性
§1.1 半导体基础知识
结构。即晶体以其内部原子、 离子、分子在空间作三维周
一、本征半导体
期性的规则排列为其最基本 的结构特征
纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。
1、半导体
根据材料的导电能
si
力，可以将他们划分为
GGee
导体、绝缘体和半导体。
典型的半导体是硅Si和 锗Ge，它们都是四价元
i
u IZmin
正向导通与
一定值时，稳压管就不会因发 热而损坏。
二极管相同 等效电路：
D1
u
符号：
D2
UZ rz
DZ
2、主要参数
（1）稳压值UZ；
（2）稳定电流IZ（IZmin）：电流小于此值时稳压效
模拟电子技术基础简明教程(第三版)ppt
本征半导体 杂质半导体
一、本征半导体(intrinsic semiconductor) 本征半导体(intrinsic
1. 半导体 半导体(semiconductor)
半导体的定义： 半导体的定义：将导电能力介于导体和绝缘体之间的一大类物 质统称为半导体 半导体。 质统称为半导体。
两种载流子总是成对出现 称为 电子 – 空穴对
+4 +4 +4
两种载流子浓度相等
电子 – 空穴对
+4
在一定温度下电子 空穴对的 在一定温度下电子 – 空穴对的 产生和复合达到动态平衡。 产生和复合达到动态平衡。
+4
+4
本征载流子的浓度对温度十分敏感
死区 10 电压 0 0.5 1.0 1.5 U/V
二极管正向特性曲线
导通压降： 导通压降：
反向特性 反向饱和电流 反偏时，反向电流值很小， 反偏时，反向电流值很小， IS
UBR
I/mA -10 0 U/V -2
第二节 半导体二极管
PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性 二极管的伏安特性 二极管的主要参数 稳压管
一、PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性
1. PN结中载流子的运动 PN结中载流子的运动
又称耗尽层， PN结 又称耗尽层，即PN结。 漂移 内电场又称阻挡层， 内电场又称阻挡层，阻止扩散 又称阻挡层 运动，却有利于漂移运动。 运动，却有利于漂移运动。
+4
共价键covalent 共价键covalent bond
晶体中的价电子与共价键
2. 本征半导体(intrinsic semiconductors) 本征半导体( semiconductors) 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 本征半导体 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在热力学温度零度（ 在热力学温度零度（即T = 0 K ）时， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 晶体中不存在能够导电的载流子， 晶体中不存在能够导电的载流子， 半导体不能导电，如同绝缘体一样。 绝缘体一样 半导体不能导电，如同绝缘体一样。
一、本征半导体(intrinsic semiconductor) 本征半导体(intrinsic
1. 半导体 半导体(semiconductor)
半导体的定义： 半导体的定义：将导电能力介于导体和绝缘体之间的一大类物 质统称为半导体 半导体。 质统称为半导体。
两种载流子总是成对出现 称为 电子 – 空穴对
+4 +4 +4
两种载流子浓度相等
电子 – 空穴对
+4
在一定温度下电子 空穴对的 在一定温度下电子 – 空穴对的 产生和复合达到动态平衡。 产生和复合达到动态平衡。
+4
+4
本征载流子的浓度对温度十分敏感
死区 10 电压 0 0.5 1.0 1.5 U/V
二极管正向特性曲线
导通压降： 导通压降：
反向特性 反向饱和电流 反偏时，反向电流值很小， 反偏时，反向电流值很小， IS
UBR
I/mA -10 0 U/V -2
第二节 半导体二极管
PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性 二极管的伏安特性 二极管的主要参数 稳压管
一、PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性
1. PN结中载流子的运动 PN结中载流子的运动
又称耗尽层， PN结 又称耗尽层，即PN结。 漂移 内电场又称阻挡层， 内电场又称阻挡层，阻止扩散 又称阻挡层 运动，却有利于漂移运动。 运动，却有利于漂移运动。
+4
共价键covalent 共价键covalent bond
晶体中的价电子与共价键
2. 本征半导体(intrinsic semiconductors) 本征半导体( semiconductors) 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 本征半导体 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在热力学温度零度（ 在热力学温度零度（即T = 0 K ）时， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 晶体中不存在能够导电的载流子， 晶体中不存在能够导电的载流子， 半导体不能导电，如同绝缘体一样。 绝缘体一样 半导体不能导电，如同绝缘体一样。
模拟电子技术第一章PPT课件
06 反馈放大电路
反馈的基本概念
反馈：将放大电路输出信号的一部分或全部，通过一定 的方式（反馈网络）送回到输入端的过程。
反馈的判断：瞬时极性法。
反馈的分类：正反馈和负反馈。 反馈的连接方式：串联反馈和并联反馈。
正反馈和负反馈
正反馈
反馈信号使输入信号增强的反 馈。
负反馈
反馈信号使输入信号减弱的反 馈。
集成化与小型化
随着便携式设备的普及，模拟电子技术需要实现 更高的集成度和更小体积，以满足设备小型化的 需求。
未来发展趋势
智能化
01
随着人工智能技术的发展，模拟电子技术将逐渐实现智能化，
能够自适应地处理各种复杂信号和数据。
高效化
02
未来模拟电子技术将更加注重能效，通过优化电路设计和材料
选择，提高能量利用效率和系统稳定性。
电压放大倍数的大小与电路中 各元件的参数有关，可以通过 调整元件参数来改变电压放大 倍数。在实际应用中，需要根 据具体需求选择合适的电压放 大倍数。
输入电阻和输出电阻
总结词
详细描述
总结词
详细描述
输入电阻和输出电阻分别表 示放大电路对信号源和负载 的阻抗，影响信号源和负载 的工作状态。
输入电阻越大，信号源的负 载越轻，信号源的输出电压 越稳定；输出电阻越小，放 大电路对负载的驱动能力越 强，负载得到的信号电压越 大。
共基放大电路和共集放大电路
共基放大电路的结构和工作原理
共基放大电路是一种特殊的放大电路，其输入级和输出级采用相同的晶体管，输入信号 通过输入级进入，经过晶体管的放大作用，输出信号被送到输出级，最终输出放大的信
号。
共集放大电路的结构和工作原理
共集放大电路是一种常用的放大电路，其结构包括输入级、输出级和偏置电路。输入信 号通过输入级进入，经过晶体管的放大作用，输出信号被送到输出级，最终输出放大的 信号。共集放大电路的特点是电压增益高、电流增益低、输出电压与输入电压同相位。
模拟电子技术基础第四版课件-第一章
60A 40A
20A IB=0 9 12 UCE(V)
(1-51)
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
(1-52)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60，A称为 截止40区A。
变薄
+ P
－+ －+ －+ －+
内电场被削弱，多子 的扩散加强能够形成 较大的扩散电流。
_ N
外电场
R
内电场
E
(1-22)
2、PN 结反向偏置
_ P
变厚
－+ －+ －+ －+
内电场被被加强，多子
的扩散受抑制。少子漂
移加强，但少子数量有
限，只能形成较小的反
向电流。
+
N
内电场
外电场
R
E
(1-23)
3 PN 结方程
I
U
I I S (e UT 1)
U
三 PN结的击穿
(1-24)
四 PN结的电容效应
PN结高频小信号时的等效电路： rd
势垒电容和扩散电 容的综合效应
(1-25)
1. 2 半导体二极管
1.2. 1 半导体二极管的结构和符号
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
20A IB=0 9 12 UCE(V)
(1-51)
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
(1-52)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60，A称为 截止40区A。
变薄
+ P
－+ －+ －+ －+
内电场被削弱，多子 的扩散加强能够形成 较大的扩散电流。
_ N
外电场
R
内电场
E
(1-22)
2、PN 结反向偏置
_ P
变厚
－+ －+ －+ －+
内电场被被加强，多子
的扩散受抑制。少子漂
移加强，但少子数量有
限，只能形成较小的反
向电流。
+
N
内电场
外电场
R
E
(1-23)
3 PN 结方程
I
U
I I S (e UT 1)
U
三 PN结的击穿
(1-24)
四 PN结的电容效应
PN结高频小信号时的等效电路： rd
势垒电容和扩散电 容的综合效应
(1-25)
1. 2 半导体二极管
1.2. 1 半导体二极管的结构和符号
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
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上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。 如，V 、 I 等。
ce b
end
作业
1.4.1 1.5.1 1.5.2 1.5.6
2. 电信号源的电路表达形式
电压源等效电路
电流源等效电路
is
vs Rs
1.2 信号的频谱
电信号的时域与频域表示
时域
1. 正弦信号
v ( t ) V m sin( ω 0 t θ )
T 2π
0
0 2πf0
2. 方波信号 满足狄利克雷条件， 展开成傅里叶级数
方波的时域表示
互阻增益
Ar vo ii ( )
互导增益
Ag io vi (S )
2. 放大电路模型
A. 电压放大模型
A v o ——负载开路时的
电压增益
R i ——输入电阻
R o ——输出电阻
由输出回路得 v o A v o v i 则电压增益为 A v 由此可见
RL
RL
vo vi
Ro RL RL Av o Ro RL
v (t ) VS 2 2V S π (sin ω 0 t 1 3 sin 3 ω 0 t
VS 2
1 5
sin 5 ω 0 t )
其中
2V S π
0
2π T
——直流分量
1 3
——基波分量
2V S π
——三次谐波分量
信号的频谱 频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正
弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号
的频谱。 方波信号
v (t ) VS 2 2V S π (sin ω 0 t 1 3 sin 3 ω 0 t 1 5 sin 5 ω 0 t )
幅度谱
相位谱
1.3 模拟信号和数字信号
模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。 数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。
Av
R o R L
即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望…？ （考虑改变放大电路的参数） 理想情况 R o 0
另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减
Ri Rs Ri
有
vi
vs
要想减小衰减，则希望…？
R i R s
理想情况
Ri
B. 电流放大模型
A i s ——负载短路时的
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
信号 信号的频谱 模拟信号和数字信号 放大电路模型 放大电路的主要性能指标
1.1 信号
1. 信号： 信息的载体
微音器输出的某一段信号的波形
T /℃ 2 2 0 0 .5 2 2 0 0 .0 2 1 9 9 .5
0
10
ห้องสมุดไป่ตู้
20
30
40
50
60
70
8 0 t/s
温度波动曲线
4. 频率响应
A.频率响应及带宽 在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化 的稳态响应，称为放大电路的频率响应。
电压增益可表示为
V o ( j ) Av ( j ) V ( j )
i
V o ( j ) [ o ( ) i ( )] ( j ) V
i
或写为
A v A v ( ) ( )
称为幅频响应
( ) o ( ) i ( ) 称为相频响应
V o ( j ) 其中A v ( ) V ( j )
i
普通音响系统放大电路的幅频响应
其中
f H — —上限频率
该图称为波特图 纵轴：dB 横轴：对数坐标
1.4 放大电路模型
放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大
电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。
信号源
+ Vs –
Ii Rs + Vi – 放大电路 + Vo –
Io
负载
RL
直流电源
1. 放大电路的符号及模拟信号放大
电压增益（电压放大倍数）
Av vo vi
电流增益
Ai io ii
k2
V ok 100 %
2
V o1
Vo1是输出电压信号基波分 量的有效值，Vok 是高次谐波 分量的有效值，k为正整数。
书中有关符号的约定
大写字母、大写下标表示直流量。如，VCE、IC 等。 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。 如，vCE、iB等。 小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、ib 等。
电流增益 由输出回路得
i o A is i i Ro Ro RL Ai io ii A is Ro Ro RL
R o R L
则电流增益为
由此可见
RL
Ai
要想减小负载的影响，则希望…？ 由输入回路得
ii is Rs Rs Ri
理想情况 R o
要想减小对信号源的衰减，则希望…？ R i R s 理想情况 R i 0
C. 互阻放大模型（自学） D. 互导放大模型（自学） E. 隔离放大电路模型
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
2. 输出电阻
Ro
vt it
v s 0 ,R L
注意：输入、输出电阻为交流电阻
3. 增益
反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量 转换为输出信号能量的能力。
f L — —下限频率
BW f H f L 称为带宽
当 f H f L 时， BW f H
B.频率失真（线性失真） 幅度失真： 对不同频率的信号 增益不同产生的失真。 相位失真： 对不同频 率 的信号 相移不同产生的失真。
5. 非线性失真 由元器件非线性特性引起 的失真。
非线性失真系数:
四种增益
Av vo vi Ai io ii Ar vo ii Ag io vi
其中 A v 、 A i 常用分贝（dB）表示。
电压增益 电流增益 20 lg A v 20 lg A i (dB) (dB)
功率增益
10 lg A P
(dB)
―甲放大电路的电压增益为-20倍”和“乙放大电路的 电压增益为20dB‖，问哪个电路的增益大？